地?zé)峋@探施工綜合技術(shù)方案一、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1設(shè)計依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本方案嚴(yán)格遵循NB/T10267-2019《地?zé)峋@井地質(zhì)設(shè)計規(guī)范》、NB/T10696-2021《地?zé)峋斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計方法》及DB13/T5839-2023《水熱型地?zé)徙@井施工安全技術(shù)規(guī)范》要求，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征，采用三級井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計井深1800m，目標(biāo)熱儲層為薊縣系霧迷山組碳酸鹽巖，預(yù)計井口出水溫度≥60℃，出水量≥80m3/h，含砂量≤0.01%。1.2具體結(jié)構(gòu)參數(shù)表層套管：Φ339.7mm×9.65mmJ55鋼級，下深200m，水泥返至地面，水泥標(biāo)號不低于G級油井水泥，用于封隔第四系松散層及淺層地下水。技術(shù)套管：Φ244.5mm×8.94mmN80鋼級，下深1000m，水泥返高至地面以下50m，采用抗鹽水泥體系，封隔侏羅系髫髻山組易坍塌火山巖層。生產(chǎn)套管：Φ177.8mm×9.19mmP110鋼級，下深1800m，鞋口進(jìn)入熱儲層不少于50m，采用篩管完井方式，篩管段長度150m，孔隙率12%。1.3井眼軌跡設(shè)計采用直井設(shè)計，全井段最大井斜角≤2°/100m，方位角變化率≤3°/100m。在1000-1200m段（火山巖與碳酸鹽巖界面）設(shè)置造斜率控制點(diǎn)，采用隨鉆測斜儀（MWD）實(shí)時監(jiān)測，確保井眼軌跡符合設(shè)計要求。二、鉆井設(shè)備配置與安裝2.1主要設(shè)備選型鉆機(jī)系統(tǒng)：ZJ30DB鉆機(jī)（名義鉆深4000m），配備2臺F1600泥漿泵（額定工作壓力35MPa），滿足1800m深井施工需求。動力系統(tǒng)：3臺12V190柴油機(jī)（單臺功率596kW），采用并車傳動，確保動力冗余系數(shù)≥1.2。固控系統(tǒng)：四級凈化裝置（振動篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)），處理量≥120m3/h，滿足NB/T10704-2021《地?zé)峋@前工程和設(shè)備安裝技術(shù)規(guī)范》要求。井口設(shè)備：2FZ35-35防噴器組（工作壓力35MPa），配備遠(yuǎn)程控制臺及節(jié)流壓井系統(tǒng)，符合SY/T5964-2017《鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)。2.2井場布置井場占地面積80m×60m，分區(qū)設(shè)置：鉆井作業(yè)區(qū)：位于井場中央，布置鉆機(jī)主機(jī)、井口裝置及鉆具堆場，設(shè)置2m高防滲圍堰。泥漿循環(huán)區(qū)：配備4個100m3泥漿罐（沉淀罐、循環(huán)罐、儲備罐、加重罐），罐間采用300mm寬通廊連接。輔助設(shè)施區(qū)：包括值班房、材料庫、鍋爐房等，采用集裝箱式模塊化布置，距離井口≥30m。安全隔離區(qū)：設(shè)置3m寬環(huán)形消防通道，配備8個8kg干粉滅火器、2個消防沙池（容積2m3）及應(yīng)急洗眼裝置。2.3設(shè)備安裝要求基礎(chǔ)施工：鉆機(jī)基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（C30混凝土，厚度1.2m），預(yù)埋地腳螺栓，承載力≥300kPa。井架安裝：采用分段吊裝法，垂直度偏差≤1‰，天車、游車、轉(zhuǎn)盤中心三點(diǎn)一線偏差≤10mm。泥漿系統(tǒng)：所有管線采用法蘭連接，安裝完畢后進(jìn)行1.5倍工作壓力試壓，保壓30min無泄漏。安全裝置：在鉆臺、機(jī)房等區(qū)域設(shè)置聲光報警系統(tǒng)，配備H?S監(jiān)測儀（量程0-100ppm，報警值10ppm）及防爆軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量≥5000m3/h）。三、鉆井工藝技術(shù)3.1鉆進(jìn)方法選擇0-200m：牙輪鉆頭Φ444.5mm全面鉆進(jìn)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60r/min，鉆壓80-100kN，排量30L/s。200-1000m：PDC鉆頭Φ311.1mm，采用復(fù)合鉆井技術(shù)，轉(zhuǎn)速80-120r/min，鉆壓60-80kN，排量25L/s。1000-1750m：Φ215.9mm孕鑲金剛石鉆頭取心鉆進(jìn)，取心收獲率≥90%，采用單動雙管取心工具，鉆壓40-50kN，轉(zhuǎn)速40-60r/min。1750-1800m：Φ215.9mm全面鉆進(jìn)至設(shè)計井深，然后用Φ190mm擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔至生產(chǎn)套管下入尺寸。3.2鉆井液體系設(shè)計根據(jù)NB/T11151-2023《地?zé)徙@井液技術(shù)規(guī)范》，采用三段式鉆井液體系：表層段（0-200m）：膨潤土鉆井液，配方為淡水+4%膨潤土+0.3%純堿+0.2%CMC，黏度30-40s，動切力8-10Pa。技術(shù)套管段（200-1000m）：鉀基聚合物鉆井液，配方為淡水+3%膨潤土+0.5%K-PAM+1%KCl+0.3%降濾失劑，API濾失量≤10mL/30min，黏度45-55s。生產(chǎn)套管段（1000-1800m）：高溫抗鹽鉆井液，配方為海水基漿+2%抗鹽膨潤土+1.5%高溫降黏劑+0.5%潤滑劑+0.3%消泡劑，在150℃下老化后黏度保持率≥80%，膨潤土含量≤5%，生物毒性EC50≥30000mg/L。3.3熱儲層保護(hù)措施鉆井液密度控制：進(jìn)入熱儲層前將鉆井液密度由1.25g/cm3降至1.08-1.12g/cm3，采用欠平衡鉆井技術(shù)減少儲層傷害。暫堵技術(shù)：在鉆井液中加入2%碳酸鈣暫堵劑（粒徑0.1-0.3mm），匹配熱儲層孔隙喉道尺寸?？s短浸泡時間：熱儲層段鉆進(jìn)連續(xù)作業(yè)，接單根時間≤3min，循環(huán)周≤2周，完鉆后立即進(jìn)行電測和下套管作業(yè)。四、錄井與測井技術(shù)4.1錄井項(xiàng)目設(shè)置嚴(yán)格執(zhí)行NB/T10268-2019《地?zé)峋浘夹g(shù)規(guī)范》，開展綜合錄井：地質(zhì)錄井：巖屑錄井（每5m取樣）、巖心錄井（取心段連續(xù)取樣）、鉆時錄井（1m/點(diǎn)）。工程錄井：鉆井液性能（密度、黏度、失水等每15min測量）、鉆井參數(shù)（鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量等實(shí)時監(jiān)測）。地球化學(xué)錄井：全井段采集流體樣品，測定pH值、總?cè)芙夤腆w（TDS）、主要離子（K?、Na?、Ca2?、Mg2?、Cl?、SO?2?等）及同位素組成（δ1?O、δD）。4.2測井系列選擇常規(guī)測井：自然伽馬（GR）、電阻率（LLD、LLS）、聲波時差（AC）、密度（DEN）、中子孔隙度（CNL）測井，用于巖性識別和儲層參數(shù)計算。地?zé)釋Ｓ脺y井：井溫測井（精度±0.5℃）、流體流速測井（Spinner）、井徑測井（Caliper），在完井后進(jìn)行穩(wěn)態(tài)測溫，確定地溫梯度（目標(biāo)≥3.5℃/100m）。成像測井：在1600-1800m熱儲層段進(jìn)行電阻率成像（FMI），識別裂縫發(fā)育帶及走向，指導(dǎo)篩管位置優(yōu)化。4.3資料處理要求錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時傳輸至基地服務(wù)器，采用GeoFrame軟件進(jìn)行綜合解釋。建立巖性-電性-物性解釋模型，重點(diǎn)劃分熱儲層頂?shù)装迳疃取⒂行Ш穸燃皾B透性發(fā)育段，提交測井解釋成果報告（包括熱儲層參數(shù)、流體性質(zhì)、產(chǎn)能預(yù)測等）。五、固井與完井工藝5.1固井施工設(shè)計表層固井：采用雙塞法施工，替漿量12m3，施工壓力15-20MPa，水泥漿密度1.85g/cm3，初凝時間≤4h，終凝時間≤8h。技術(shù)套管固井：采用分級注水泥工藝，一級注水泥至500m，二級注水泥至地面以下50m，水泥漿體系為G級水泥+15%硅粉+2%降失水劑，密度1.90g/cm3，候凝時間≥48h。生產(chǎn)套管固井：采用尾管固井技術(shù)，水泥漿返至技術(shù)套管內(nèi)100m，采用抗高溫水泥（加20%硅粉），密度1.80g/cm3，在120℃條件下抗壓強(qiáng)度≥20MPa/24h。5.2洗井作業(yè)完井后采用三級洗井工藝：第一步：替噴洗井，用清水替出井內(nèi)鉆井液，排量由小到大（10-30m3/h），持續(xù)至返出液含砂量≤0.1%。第二步：酸化洗井，注入15%鹽酸+2%氫氟酸混合液（用量80m3），關(guān)井反應(yīng)2h，然后返排。第三步：抽水洗井，采用Φ150mm潛水泵（揚(yáng)程2000m），連續(xù)抽水72h，監(jiān)測出水量、水溫、含砂量穩(wěn)定后停泵。5.3產(chǎn)能測試按照NB/T10707-2021《地?zé)嵬昃夹g(shù)規(guī)范》要求，進(jìn)行穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)：試驗(yàn)設(shè)備：3臺潛水泵（揚(yáng)程分別為1500m、2000m、2500m），配備電磁流量計（精度±0.5%）、壓力傳感器（量程0-10MPa）。試驗(yàn)步驟：采用3個降深（50m、80m、100m），每個降深穩(wěn)定時間≥8h，測量穩(wěn)定出水量、動水位、水溫及水質(zhì)。數(shù)據(jù)處理：繪制Q-S、Q-lgt曲線，計算滲透系數(shù)K、影響半徑R及單井涌水量，提交產(chǎn)能評價報告。六、施工安全與環(huán)境保護(hù)6.1安全管理措施HSE管理體系：成立HSE管理小組，配備專職安全員2名，每日開展JSA作業(yè)安全分析，每周組織安全培訓(xùn)。井控安全：嚴(yán)格執(zhí)行“坐崗制度”，儲備重晶石粉50t、加重鉆井液100m3。在井場設(shè)置緊急集合點(diǎn)，配備4套正壓式呼吸器（備用氣瓶8個）。高溫防護(hù)：在1000m以下井段作業(yè)時，鉆臺配備強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，作業(yè)人員穿戴耐高溫手套、隔熱面罩，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置冷卻裝置（出口溫度≤60℃）。應(yīng)急管理：編制《井噴應(yīng)急預(yù)案》《H?S泄漏應(yīng)急預(yù)案》等12項(xiàng)專項(xiàng)預(yù)案，每季度組織1次實(shí)戰(zhàn)演練，配備應(yīng)急通訊系統(tǒng)（包括衛(wèi)星電話1部）。6.2環(huán)境保護(hù)措施廢水處理：設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e500m3），鉆井廢水經(jīng)處理后回用（回用率≥80%），剩余廢水采用壓濾機(jī)脫水，泥餅運(yùn)至合規(guī)處置場。固廢處理：巖屑分類存放，表層土（0-200m）單獨(dú)堆放用于后期井場恢復(fù)，鉆井廢棄泥漿采用固化處理（添加2%石灰），符合GB18599-2020《一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。噪聲控制：柴油機(jī)、泥漿泵等設(shè)備安裝隔音罩，邊界噪聲≤60dB（晝間）/50dB（夜間），在居民區(qū)側(cè)設(shè)置隔聲屏障（高度3m）。生態(tài)恢復(fù)：施工結(jié)束后拆除臨時設(shè)施，平整場地，恢復(fù)植被（種植本地樹種），編制《生態(tài)恢復(fù)方案》并通過環(huán)保部門驗(yàn)收。七、施工進(jìn)度計劃與質(zhì)量控制7.1進(jìn)度計劃總工期120天，具體節(jié)點(diǎn)控制：鉆前準(zhǔn)備：15天（設(shè)備進(jìn)場、安裝調(diào)試、井場建設(shè)）表層鉆進(jìn)：5天（0-200m）技術(shù)套管段鉆進(jìn)：40天（200-1000m）生產(chǎn)套管段鉆進(jìn)：35天（1000-1800m）固井與完井：15天（測井、固井、洗井）產(chǎn)能測試與驗(yàn)收：10天7.2質(zhì)量控制體系質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)：建立項(xiàng)目經(jīng)理-技術(shù)負(fù)責(zé)人-質(zhì)檢員三級管理體系，實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、專檢）。關(guān)鍵控制點(diǎn)：井身質(zhì)量（井斜、方位）、固井質(zhì)量（水泥返高、膠結(jié)強(qiáng)度）、洗井效果（含砂量、水質(zhì)），設(shè)置WHS關(guān)鍵點(diǎn)（見證點(diǎn)、停工待檢點(diǎn)）。檢測方法：采用聲波變密度測井（CBL-VDL）評價固井質(zhì)量，膠結(jié)強(qiáng)度≥2MPa；井徑測井合格率≥90%；完井后進(jìn)行井身質(zhì)量全項(xiàng)檢測，提交《鉆井工程質(zhì)量評定報告》。7.3技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向：應(yīng)用LWD（隨鉆測井）技術(shù)，實(shí)時獲取地層伽馬、電阻率等參數(shù)，指導(dǎo)水平段軌跡調(diào)整，提高儲層鉆遇率。智能鉆井系統(tǒng)：配備自動送鉆裝置、鉆井參數(shù)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量精確控制，降低人為操作誤差。綠色鉆井技術(shù)：采用可降解鉆井液（生物毒性EC50≥50000mg/L），減少儲層污染；應(yīng)用巖屑資源化技術(shù)，將合格巖屑加工為建筑骨料。八、常見事故預(yù)防與處理8.1卡鉆事故預(yù)防措施：控制鉆井液黏度（≤60s），保持足夠排量（≥25L/s），接單根前充分循環(huán)（≥2周），避免在易垮塌地層（1000-1200m火山巖段）長時間停鉆。處理方法：若發(fā)生黏附卡鉆，先嘗試活動鉆具（上提噸位不超過鉆桿屈服強(qiáng)度的80%），無效時注入解卡劑（油基解卡液用量50m3），配合震擊器解卡。8.2井噴預(yù)防監(jiān)測預(yù)警：安裝鉆井液池體積監(jiān)測儀、溢流監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)溢流（出口流量增加、池體積上升）立即發(fā)出警報。應(yīng)急處置：立即關(guān)井，記錄立管壓力、套管壓力，按照“四七動作”處置，根據(jù)壓力情況采用壓井泥漿循環(huán)壓井（壓井液密度=地層壓力系數(shù)×1.05-1.10）。8.3井壁坍塌預(yù)防措施：在火山巖段鉆井液中加入1%KCl和0.5%聚丙烯酰胺，提高井眼穩(wěn)定性；控制鉆井液失水（API濾失量≤5mL/30min），避免形成厚濾餅。處理方法：若發(fā)生坍塌，先提高鉆井液密度（增幅≤0.05g/cm3），加入2%蛭石或核桃殼暫堵劑，循環(huán)觀察，必要時下入套管封隔坍塌段。九、工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)9.1驗(yàn)收內(nèi)容鉆井質(zhì)量：井深誤差≤0.5%，井斜≤2°/100m，固井質(zhì)量合格率100%，聲幅測井優(yōu)質(zhì)段≥80%。完井質(zhì)量：出水量≥80m3/h，水溫≥60℃，含砂量≤0.01%，氯離子含量穩(wěn)定（波動范圍≤5%）。資料完整性：提交鉆井工程總結(jié)報告、測井資料、錄井資料、水質(zhì)分